题目内容

16.京津城际铁路是我国最早建成并运营的高标准铁路客运专线.北京至天津段铁路全线长120km,列车正常行驶时间为0.5h,则列车在京津间正常行驶的平均速度为240 km/h.列车在正式运营前要进行测试.某次测试中列车由静止开始到最大速度360km/h所用时间为550s,已知列车的总质量为440t,设列车所受牵引力的总功率恒为800kW,列车在运动中所受的阻力大小为8×103N,则在这550s内列车牵引力做功为4.4×108J.

分析 平均速度等于位移与时间的比值;当牵引力等于阻力时速度达到最大,在额定功率下牵引力做功为W=Pt即可求得

解答 解:平均速度为:v=$\frac{x}{t}=\frac{120}{0.5}km/h=240km/h$
当牵引力等于阻力时,速度达到最大,故有:$f=\frac{P}{v}=\frac{800000}{100}N=8×1{0}^{3}N$
牵引力做功为:W=Pt=8×105×550J=4.4×108J
故答案为:240,8×103N,4.4×108J

点评 在运动的过程中,牵引力是变力,加速度在变化,不能通过动力学求解,关键抓住功率不变,结合W=Pt进行求解

练习册系列答案
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3.如图a所示为“研究加速度与质量关系”的实验装置.小车和车上砝码的总质量M,保持吊盘和盘中物块的总质量m不变,主要实验步骤如下:
a.平衡摩擦力:先不放小吊盘,在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木块,并反复移动其位置,直到用手轻拨小车,打点计时器能打出一系列均匀的点,关闭电源.
b.吊上小吊盘,放入适当的物块,将小车停在打点计时器附近,接通电源,后释放小车,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,关闭电源.
c.改变小车中砝码的质量,重复步骤b.
d.在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,s3,…求出相应的加速度a.

完成下列填空:
①如图d给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,A、B、C、D、E 是计数点,计数点间的距离如图所示,相邻计数点间时间间隔0.1s,根据图中数据可得,打下C点时小车的瞬时速度大小为0.48m/s,运动过程中小车的加速度大小为0.79m/s2(结果保留2位有效数字).

②甲同学以$\frac{1}{M}$为横坐标,a为纵坐标,在坐标纸上作出a-$\frac{1}{M}$的图线的示意图如b所示,图线上部弯曲的原因是:没有满足M>>m
③乙同学以M为横坐标,$\frac{1}{a}$为纵坐标,在坐标纸上作出$\frac{1}{a}$-M关系图线的示意图可能会是图c中甲(选填“甲”或“乙”或“丙”)
④设图c中的图线斜率为k,则吊盘和盘中物块的总质量m=$\frac{1}{kg}$.(用题中物理量的符号表示,重力加速度为g)

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